高中物理选修3-4-光学部分讲解学习.doc

高中物理选修3-4 光学部分折射定律全反射棱镜对光的作用平行玻璃板：使光线折射侧移光的折射光的折射光学光的波动光既具有波动性，又具有粒子性；光是一种电磁波。阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到烈日的倒影；这说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光被反射回到空气中。一般说来，光从一种介质射到它和另种分界面时，一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射；而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象，叫做光的折射。1.光的反射定律：实验表明：光的反射遵循以下规律a、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别们于法线的两侧。b、 反射角等于入射角。（）在反射现象中，光路是可逆的。2.光的折射定律：入射光线和法线的夹角i叫做入射角；折射光线和法线的夹角r叫做折射角；反射光线和法线的夹角叫做反射角。光的折射定律可这样表示：a、 折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别们位于法线的两侧。b、 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量，即：sini/sinr=n 在折射现象中，光路也是可逆的。3.折射率：由折射定律可知：光从一种介质射入另一种介质时，尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化，但是两个角的正弦之比是个常量，对于水、玻璃等各种介质都是这样，但是，对于不同介质，比值n的大小并不相同，例如，光从空气射入水时这个比值为1.33，从空气射入普通玻璃时，比值约为1.5。因此，常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质折射率。光在不同介质中的传播速度不同（介质n越大，光传播速度越小）。某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即：n=c/v 注意：1.真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空)，其他介质的折射率n1。2. 通过比较入射角i和折射角r的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小， 当ir时，n入n折 ，反之当in折3. 折射率n越大，折射越明显，折射角越小。4. 全反射现象 光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.发生全反射的条件:1)、光从光密媒质射向光疏媒质;2)、入射角大于或等于临界角,即iC1、全反射：当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失，入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角iv紫 因为 所以n红.、分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,、分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度,则 ( B)A. ,B. C. ,解：本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系.根据:sin=,n=.因,故;又v=,.只有B正确.例题15.在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示.当光线是由空气射入玻璃砖时，则和中为入射角的是；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是；从图线可知玻璃砖的折射率是.解:本题考查测定玻璃折射率实验数据的处理及临界角的概念.比的正弦值大，所以为入射角.由图线知玻璃砖的折射率为n=1.50则临界角的正弦值为sinC=0.67.答案0.671.50例题16.如图所示，一束平行单色光由空气斜射入厚度为h的玻璃砖，入射光束与玻璃砖上表面夹角为，入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1，经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2，可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c求：光在玻璃砖中的传播速度v 解析：由光的折射定律得 hir又 由几何关系得 由以上各式可得 7